空気調和装置
【課題】空気中に浮遊する微生物や塵埃を吸い込んでも、殺菌効果を維持させながら連続的に運転可能な空気調和装置を得る。
【解決手段】室内送風ファン６の表面に吸水材料およびポリアニリンを塗布または含有させ、この室内送風ファン６の上流に、空気中に含まれる水分の量を増加させる熱交換器２と、水分を貯留する貯水部１２と、空気中に含まれる水分に負電荷を帯電させる負電荷帯電部１４を設け、貯水部１２は負電荷帯電部１４の一部を貯留水に浸水されるよう備える。
【解決手段】室内送風ファン６の表面に吸水材料およびポリアニリンを塗布または含有させ、この室内送風ファン６の上流に、空気中に含まれる水分の量を増加させる熱交換器２と、水分を貯留する貯水部１２と、空気中に含まれる水分に負電荷を帯電させる負電荷帯電部１４を設け、貯水部１２は負電荷帯電部１４の一部を貯留水に浸水されるよう備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部の清潔性を保つ機能を備えた空気調和装置であって、主に空気調和装置内部の殺菌に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置では、室内空気を室内ユニット内に吸い込み、吸い込んだ室内空気を室内熱交換器に送り込んで熱交換させ、熱交換後の空気を再び室内に吹き出すようにしている。このため、室内ユニット内には室内空気と一緒に空気中に浮遊する微生物や塵埃が吸い込まれ、室内ユニット内部壁面や室内熱交換器等にそれらが付着し、その付着した部分でカビや酵母、細菌などの微生物が塵埃についている有機物を栄養源にして増殖するという問題がある。
【０００３】
特に、冷房運転時には、熱交換器で冷却された空気中の水分が風路壁面に結露して水滴として残存する。風路内に水が残存すると空間内の相対湿度が上がり、カビや菌の増殖が促進される。また、カビや菌の代謝物によって臭いが生成され空気調和装置の運転時に悪臭を発生させると共に、空調室内にかび胞子や細菌が吹き出される可能性もあり、人体にアレルギー等の悪害を及ぼすことが知られている。
【０００４】
このような、湿気の高い場所で増殖するカビや菌の抑制手段として、風路側面に抗菌剤の塗布や練り込みを施す方式のものや、水溶性材料や金属イオンを溶出させる方式をとったものが知られている。
【０００５】
しかしながら、抗菌剤を塗布または練りこませた方式では、塵埃などが表面に堆積すると菌が抗菌剤に接触できないため抗菌性能が得られず、さらに、抗菌剤が効かないような耐性菌が発生することで、永続的な殺菌効果が得られないという問題があった。また、水溶性材料や金属イオンを溶出させる方式では、表面に付着した水滴中に抗菌成分を溶出させることで堆積した塵埃を通過し抗菌剤に接触することが可能となるが、抗菌成分が全量溶出しきってしまうと、抗菌成分が消失し、殺菌効果が得られないという問題があった。
【０００６】
このような課題に対し、塗布、含有する材料をポリアニリンとし、水滴中の酸素に電子を与えて強力な酸化力を有する活性酸素を生成させることで、耐性菌の発生や、抗菌成分の消失のおそれがなく、表面の殺菌及び防汚を実現することができるものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、ポリアニリンの触媒作用により水から活性酸素が生成されると、ポリアニリンが活性酸素生成不可能な酸化型へと構造変化し、活性酸素が生成されなくなるが、ポリアニリンを乾燥させることにより、酸化型のポリアニリン構造を活性酸素生成可能な還元型の構造体へ戻すことで、活性酸素の発生能力を回復させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−７１２９６号公報（第３頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の熱交換器の汚染防止方法では、活性酸素の発生能力を失ったポリアニリンの発生能力を回復させる手段として、ポリアニリンを乾燥させる方法をとっているので、ポリアニリンが塗布されている基材の表面を乾燥させるためには、空気調和装置の運転を停止させなければならず、活性酸素の発生能力回復に時間がかかり、殺菌効果を維持しながら空気調和装置の運転を連続的に行なうことができないという欠点があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、耐性菌の発生や、抗菌成分の消失のおそれがなく、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の空気調和装置は、水分を生成または貯留する水分生成部と、前記水分生成部により空気中に発生された水分に、負電荷を帯電させる負電荷帯電部と、負電荷に帯電された水分を吸着させる、吸水材料およびポリアニリンを塗布または含有させた基材とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空気調和装置は、耐性菌の発生や、抗菌成分の消失のおそれがなく、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置の室内ユニットの構成図である。
【図２】実施の形態１に係る負電荷帯電部の構成図である。
【図３】実施の形態１に係るポリアニリンの特性図である。
【図４】実施の形態２に係る空気調和装置の構成図である。
【図５】実施の形態３に係る空気調和装置の構成図である。
【図６】実施の形態４に係る空気調和装置の構成図である。
【図７】実施の形態４に係る負電荷帯電部の構成図である。
【図８】実施の形態４に係る集塵部の構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本願発明に係る空気調和装置の好適な実施の形態について添付資料を参照して説明する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されることはない。
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の室内ユニットの構成図、図２は本実施の形態１に係る負電荷帯電部の構成図、図３は本実施の形態１に係るポリアニリンの特性図である。
【００１５】
空気調和装置は、屋外に設置された室外ユニット（図示せず）と、空気調和を行う部屋内の壁面上部に設置された室内ユニット１とで構成され、室外ユニットに設けられた圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁、さらに室内ユニット１に設けられた室内熱交換器２とが冷凍サイクルを形成するように接続され、四方弁により冷媒の流通方向を切替えることで室内ユニット１が設置された部屋の冷房と暖房を行えるようになっている。
【００１６】
図１に示すように、室内ユニット１は、室内の空気を温湿度調節する熱交換器２、熱交換器２を覆うように設けられ、熱交換器２への塵埃の付着を防止するプレフィルター３、空気中の水や塵埃に負電荷を帯電させる負電荷帯電部４、室内ユニット１内へ空気を取りいれる吸込み口５、取り入れた空気を熱交換器２へ送り室内ユニット外へ流す室内送風ファン６、室内ユニット内の空気を吐き出す吐出し口７、吐出し方向を変化させるフラップ８を備えている。
【００１７】
室内側熱交換器２は、いずれも複数枚のアルミニウム製のフィンと、このフィンを蛇行状に貫通した銅パイプから構成された、いわゆるフィンチューブ熱交換器である。
【００１８】
プレフィルター３は、例えば樹脂繊維でメッシュ状に編まれたシートを枠材に貼り付けたもので構成され、吸込み口５から吸い込んだ空気中に含まれている塵や埃を取り除き、室内熱交換器２が汚れるのを防止している。なお、この操作によりプレフィルター３は塵埃等が付着して汚れるため、ユーザーが定期的に清掃することが必要とされている。しかし、最近では、自動的にプレフィルター３の塵や埃を除去する機構を備えている場合もある。
【００１９】
室内送風ファン６は、吐出し口７が形成された横長形状筐体の本体ケース内に、回転軸方向を長手方向とした横長の横流翼を室内ファンモータ（図示せず）により回転駆動するよう設けられている。更に、室内ユニット１の部屋内空気の吸込み口となる吸込み口５から吐出し口７に向かって、室内送風ファン６による空気の風路であるケーシング部（図示せず）が形成されている。
【００２０】
吐出し口７には、吐出し口７を開閉する吹出口開閉機構として、左右方向に細長く形成され、左右端が軸支されたフラップ８が、フラップ用モータ（図示せず）とによって上下方向に回動するように設けられていて、フラップ８を回動させることで、吐出し口７が開閉可能となっている。また、フラップ８を閉回動させることで、吐出し口７は閉塞される。
【００２１】
室内送風ファン６には、吸水性材料とポリアニリンとを混合したものが塗布されている。ポリアニリンとともに吸水性材料が塗布されていることにより、積極的にポリアニリンが塗布された基材に水分を吸着でき、また、基材表面が親水性を有することで均一に水分が広がることとなり、効率的に活性酸素を生成させることができる。
【００２２】
吸水性材料の一例として、シリカ、ゼオライト、デシカイト、アロフィン、イモゴライトのうち１つ以上からなるものが挙げられる。なお、塗布に限らず、ポリアニリンと吸水性材料が表面に露出していれば、基材に直接、ポリアニリンと吸水性材料を含有しても良い。
【００２３】
基材に塗布されるポリアニリンは以下のようにして作られたものを使用している。ポリアニリン１ｇをＮ−メチルピロリドン（N-Methylpyrrolidone） １００ｍｌおよび酢酸５ｍｌの混合液に溶かした。これに、ｍ−クロロパーベンゾイックアシッド（m-Chloroperbenzoic acid）０．７５ｇを酢酸１０ｍｌに溶かした溶液を少しずつ加え１時間攪拌した。そして、得られた沈殿を濾過しアセトンでよく洗い、ドープされたポリアニリン（エメラルジン塩）を得る。
【００２４】
負電荷帯電部４は、室内送風ファン６の風上側に設置され、図２に示すように、電極部材の一部が鋭利な形状になっている導電性の高電圧電極９と導電性の対向電極１０と両電極間を接続する高電圧電源１１とにより構成されている。高電圧電極９と対向電極１０との両電極間には高電圧電源１１により数kVの高電圧を印加させ、放電発生させることで室内機内部の空気中に混在している塵埃及び水分をイオン化させ、負の電荷を帯電させる。このとき発生させる放電は、コロナ放電、グロー放電、ストリーマ放電他、沿面放電によるものであってもよい。尚、いずれの場合も、発生させるイオンは負イオンである。
【００２５】
次に、図３に、ポリアニリンの塗布されていない基材（ａ）、ポリアニリン塗布基材（ｂ）、前段に負電荷帯電部４を設けたポリアニリン塗布基材（ｃ）において、時間の経過に対する残存菌数の変化を比較した結果を示す。ポリアニリンの塗布されていない基材およびポリアニリン塗布基材の表面上に、１０５ｃｆu／ｍLとなるように調整したミクロコッカス菌を滴下し、基材表面に残存する菌数の変化を検証した。
【００２６】
その結果、図３に示すように、ポリアニリンの塗布されていない基材（ａ）は、ポリアニリン塗布基材（ｂ）、前段に負電荷帯電部４を設けたポリアニリン塗布基材（ｃ）に比べ残存菌数減少が少ない。一方で、ポリアニリン塗布基材（ｂ）は、初期に大幅な残存菌数減少は見られるが、所定時間以上で飽和してしまう。それに対して、前段に負電荷帯電部４を設けたポリアニリン塗布基材（ｃ）は、経時変化とともに菌数が減少し続けていることが分かる。よって、ポリアニリン塗布基材の前段に負電荷帯電部４を設けることで、活性酸素を連続的に生成させ、継続的に殺菌効果を維持させることができる。
【００２７】
次に、動作について説明する。
室内送風ファン６によって塵埃を含んだ空気が吸込み口５を通って室内ユニット１内に吸引され、プレフィルター３を通り、熱交換器２を通過して、負電荷帯電部４へ流れる。空気調和装置で冷房運転を使用している場合、空気が熱交換器２を通過する際、熱交換器２で冷却された空気中の水分が熱交換器２およびその周辺のケーシング部に結露し、水滴として残存する。
【００２８】
熱交換器２およびケーシング部内に水が残存すると、空間内の相対湿度が上昇し、熱交換器２周辺の空気および熱交換器２を通過した空気には、多数の水分が混在する。塵埃および水分を含んだ空気は、負電荷帯電部４を通り、空気中の塵埃および水分に負電荷が帯電される。負電荷が帯電された塵埃および水分を含んだ空気は室内送風ファン６へ流れ、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６には負電荷を帯電された塵埃および水分が、付着および堆積していく。
【００２９】
ポリアニリンに水分が接触すると、ポリアニリンが接触する水中の溶存酸素へ電子を供給し活性酸素（スーパーオキシドアニオンラジカル）が生成され、生成された活性酸素は菌に接触し、菌を酸化分解除去する。よって、ポリアニリンが塗布された室内送風ファン６に水分が付着すると活性酸素が生成され、生成された活性酸素は室内送風ファン６に付着及び堆積している塵埃と接触し、塵埃を栄養源に増殖するカビや菌を酸化分解除去する。
【００３０】
接触する水中の溶存酸素へ電子を供給したポリアニリンは、活性酸素を生成できない酸化構造へと構造変化するが、負電荷帯電部４より負電荷に帯電された塵埃や水が、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６の表面上に付着してポリアニリンへ電子供与を行なうので、ポリアニリンは還元型構造へと活性酸素生成可能な構造体へ戻ることができる。よって、連続的に活性酸素を生成し続けることが可能となる。
【００３１】
その後、活性酸素の働きによって菌を分解除去された空気は、室内送風ファン６通過後、ケーシング部を通って吐出し口７から排出され、室内には殺菌された清潔な空気が吐出される。
【００３２】
以上のように、本実施の形態によれば、ポリアニリン塗布基材の前段に負電荷帯電部を設けることで、活性酸素の発生能力回復を持続させ、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することができる。
【００３３】
実施の形態２．
上記実施の形１では、冷房運転、除湿運転以外の場合（吸込む空気が冷たい場合）、熱交換器２には水分の結露はしないのでケーシング部内の湿度が上がらず、周辺の空気に水があまり混在していないことから、活性酸素を多く生成させることができないが、実施の形態２では、冷房運転や除湿運転以外の場合でも活性酸素生成を増大させることができる空気調和装置について説明する。
【００３４】
実施の形態２に係る空気調和装置について図４を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の構成図である。図において、実施の形態１と同一または同等な構成部分については同一符号を付し、その説明を省略する。この実施の形態２が実施の形態１と異なるのは、水が貯留された貯水部１２を、負電荷帯電部４の高電圧電極９を浸水させる位置に設けた点である。
【００３５】
図４に示すように、貯水部１２は、中に水を貯留し、負電荷帯電部４の高電圧電極９の一部を貯留水に浸水させるように備えられている。この貯留水は一般的には水であり、酸素が溶存していれば特に制限するものではないが、イオン物質や不純物を含まないものが好ましい。
【００３６】
また、貯水部１２は、空気調和装置から容易に取り外せる構造（図示せず）になっており、また、貯留水１２の水の分量を検出できる装備（図示せず）が備えている。水の分量を検出できる装備は、例えば外部から貯留水の分量が確認できるメモリや、水の分量によって変化する気圧や重量によって貯留水の分量を確認できる装置があげられる。これにより、貯水部１２内の水がなくなりそうな場合に使用者が気づきやすく、取り外せる構造となっていることで容易に貯水部１２に水を補給することができる。
【００３７】
高電圧電極９は、チタン、ステンレス、銅などからなる発泡金属、導電性を有する多孔質材料もしくは、表面が凹凸加工されている導電性材料で構成されており、貯水部１２内に貯留されている水を毛細管現象によって、高電圧電極９の先端まで吸い上げることができる。
【００３８】
負電荷帯電部４の高電圧電源１１により数kVの高電圧を印加させると、浸水している貯水部１２内の水を高電圧電極９の先端まで吸い上げた高電圧電極９の表面に静電気力が働き、高電圧電極９に吸い上げられた水は表面が不安定になる事によって微細化し霧化され放出される。このとき、放出された水分には負電荷が帯電されている。
【００３９】
次に、動作について説明する。
室内送風ファン６によって塵埃を含んだ空気が吸込み口５を通って室内ユニット１内に吸引され、プレフィルター３を通り、熱交換器２を通過して、負電荷帯電部４へ流れる。塵埃を含んだ空気には、貯水部１２から吸い上げられた水が霧化放出されるとともに、負電荷帯電部４によって負電荷に帯電され、負電荷を帯びた水および塵埃が、ポリアニリンおよび吸水性材料が塗布された室内送風ファン６に付着および堆積する。
【００４０】
ポリアニリンに水分が接触すると、ポリアニリンが接触する水中の溶存酸素へ電子を供給し活性酸素（スーパーオキシドアニオンラジカル）が生成され、生成された活性酸素は菌に接触し、菌を酸化分解除去する。
【００４１】
このとき、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６には、負電荷帯電部４で放出された多量の微細水が付着し、活性酸素の生成量は増大される。増大された活性酸素は、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６に付着した塵埃に残存する菌の酸化分解除去を促進させる。
【００４２】
接触する水中の溶存酸素へ電子を供給したポリアニリンは、活性酸素を生成できない酸化構造へと構造変化するが、負電荷帯電部４より負電荷に帯電された塵埃や水が、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６の表面上に付着してポリアニリンへ電子供与を行なうので、ポリアニリンは還元型構造へと活性酸素生成可能な構造体へ戻ることができる。よって、連続的に活性酸素を生成し続けることが可能となる。
【００４３】
その後、活性酸素の働きによって菌を分解除去された空気は、室内送風ファン６通過後、ケーシング部を通って吐出し口７から排出され、室内には殺菌された清潔な空気が吐出される。
【００４４】
以上のように、本実施の形態によれば、負電荷帯電部を貯水部に浸水させることで、空気中の水分量に関わらず活性酸素の生成量を増大させることができ、活性酸素の発生能力回復を持続させ、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することができる。
【００４５】
また、本実施の形態にすることで、空気調和装置を冷房運転、除湿運転以外で使用する場合も、さらに、熱交換器を備えていない空気調和装置でも、活性酸素の生成を増大させることができるので、冷房運転、除湿運転を行なう空気調和装置に限定されず、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、貯水部１２内の水を高電圧電極９に供給する方法として、高電圧電極９を発泡金属、多孔質材料、凹凸加工材料にし、毛細管現象によって水を吸い上げる例を示しているが、これに限定するものではなく、高電圧電極９をシリカ、ゼオライト、カーボンなどの吸水性材料を含有させた基材にし、水を誘引させて高電圧電極９先端まで供給させる方法や、貯水部１２にポンプを設置し、ポンプによって貯水部１２内の水を汲みあげ、高電圧電極９に供給する方法でも良い。
【００４７】
実施の形態３．
次に、実施の形態３に係る空気調和装置について図５を用いて説明する。図５は本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成図である。図において、実施の形態２と同一または同等な構成部分については同一符号を付し、その説明を省略する。この実施の形態３が実施の形態２と異なるのは、熱交換器２に結露したドレン水を貯水部１２に貯留させる点であり、熱交換機２の下部にドレン水受け部１３を設けている。
【００４８】
図５に示すように、ドレン水受け部１３は、ドレン水を受ける受け部１３ａと、受けたドレン水を貯水部１２へ流す流路部１３ｂとで構成されている。空気調和装置が冷房運転を行なっている場合、空気が熱交換器２を通過する際、熱交換器２で冷却された空気中の水分が熱交換器２に結露する。結露した水分は、ドレン水受け部１３に流れ、貯水部１２にて回収される。
【００４９】
次に、動作について説明する。
室内送風ファン６によって塵埃を含んだ空気が吸込み口５を通って室内ユニット１内に吸引され、プレフィルター３を通り、熱交換器２を通過して、負電荷帯電部４へ流れる。空気調和装置が冷房運転を行なっている場合、空気が熱交換器２を通過する際、熱交換器２で冷却された空気中の水分が熱交換器２に結露し、ドレン水受け部１３に流れ、貯水部１２にて回収される。貯水部１２に貯留されたドレン水は、高電圧電極９で吸い上げられ、空気中に霧化放出される。
【００５０】
負電荷帯電部４を流れる塵埃を含んだ空気には、貯水部１２から吸い上げられた水が霧化放出されるとともに、負電荷帯電部４によって負電荷に帯電され、負電荷を帯びた水および塵埃が、ポリアニリンおよび吸水性材料が塗布された室内送風ファン６に付着および堆積する。
【００５１】
ポリアニリンに水分が接触すると、ポリアニリンが接触する水中の溶存酸素へ電子を供給し活性酸素（スーパーオキシドアニオンラジカル）が生成され、生成された活性酸素は菌に接触し、菌を酸化分解除去する。
【００５２】
このとき、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６には、負電荷帯電部４で放出された多量の微細水が付着し、活性酸素の生成量は増大される。増大された活性酸素は、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６に残存する菌の酸化分解除去を促進させる。
【００５３】
活性酸素生成させ電子を失ったポリアニリンは、活性酸素を生成できない、酸化構造へと構造変化するが、負電荷帯電部４より帯電された塵埃や水が、表面上に付着してポリアニリンへの電子供与を行うので、ポリアニリンは還元型構造へと活性酸素生成可能な構造体へ戻ることができる。よって、連続的に活性酸素を生成し続けることが可能となる。
【００５４】
活性酸素の働きによって菌を分解除去された空気は、室内送風ファン６通過後、ケーシング部を通って吐出し口７から排出され、室内には殺菌された清潔な空気が吐出される。
【００５５】
以上のように、本実施の形態によれば、熱交換器２に結露したドレン水を回収するドレン水受け部１３を貯水部１２に設けることで、貯水部１２へ給水する手間が省けるとともに、空気中の水分量以上の水分をポリアニリン表面に供給できるので、殺菌効果をより高め、活性酸素の発生能力回復を持続させ、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、貯水部１２内の水を高電圧電極９に供給する方法として、高電圧電極９を発泡形態にし、毛細管現象によって水を吸い上げる例を示しているが、これに限定するものではなく、高電圧電極９をシリカ、ゼオライト、カーボンなどの吸水性材料を含有させた基材にし、水を誘引させて高電圧電極９先端まで供給させる方法や、貯水部１２にポンプを設置し、ポンプによって貯水部１２内の水を汲みあげ、高電圧電極９に供給する方法でも良い。
【００５７】
実施の形態１〜３では、室内送風ファン６に吸水性材料およびポリアニリンを混合したものを塗布しているが、これに限定するものではなく、負電荷帯電部４の風下であれば、ケーシング部壁面や、吐出し口７、フラップ８などに直接ポリアニリンおよび吸水性材料を塗布、含有させても良い。そうすることで、ケーシング部壁面や、吐出し口７、フラップ８などに付着した塵埃を栄養源にして増殖するカビや菌も殺菌除去することができる。
【００５８】
また、実施の形態１〜３では、負電荷帯電部４を熱交換器２の風下に設けているが、これに限定するものではなく、負電荷帯電部４をプレフィルター３もしくは熱交換器２の風上に設け、プレフィルター３や熱交換器２の表面にポリアニリンおよび吸水性材料を塗布、含有させることで、プレフィルター３および熱交換器２に付着した塵埃を栄養源にして増殖するカビや菌も殺菌除去することができる。
【００５９】
なお、請求項に記載されている基材とは、室内送風ファン６、ケーシング部、吐出し口７、フラップ８、プレフィルター３、熱交換器２など空気調和装置内部の、塵埃が付着する箇所に相当する。
【００６０】
実施の形態４．
次に、実施の形態４に係る空気調和装置について図６〜８を用いて説明する。図６は本実施の形態４に係る空気調和装置の構成図、図７は本実施の形態４に係る負電荷帯電部１４の構成図、図８は本実施の形態４に係る集塵部１５の構成図である。図において、実施の形態２と同一または同等な構成部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６１】
この実施の形態４が実施の形態１と異なるのは、負電荷帯電部１４に高電圧電極９と対向電極１０を複数設け、室内送風ファン６などにポリアニリンを塗布せず、ポリアニリンが塗布された電極を備えた集塵部１５を設けた点である。
【００６２】
図８に示すように、集塵部１５は、一定の間隔で配列された、板状電極１６と、板状電極１６に一枚おきに電圧を印加し、板状電極間に高電界が作られるように接続される高電圧電源１７を備え、電圧印加された板状電極１６のうち正電極側の板状電極１６ａに、ポリアニリンが塗布されている。電圧印加されていない板状電極１６は負電極側の板状電極１６ｂである。
【００６３】
板状電極１６は導電性であり、例として、金属、アルミ、ステンレス、カーボン、チタン、銅、シリカ、ゼオライトなどが上げられる。ポリアニリンは、板状電極１６表面に０．５μm以上の膜厚で均一に塗布されていることが好ましい。これにより、板状電極１６が金属であった場合にも表面に露出しないため、流入ガス成分などによる酸化腐食の心配がない。
【００６４】
次に、動作について説明する。
室内送風ファン６によって塵埃を含んだ空気が吸込み口５を通って室内ユニット１内に吸引され、プレフィルター３を通り、熱交換器２を通過して、負電荷帯電部１４へ流れる。空気調和装置で冷房運転を使用している場合、空気が熱交換器２を通過する際、熱交換器２で冷却された空気中の水分が熱交換器２およびその周辺のケーシング部に結露し、水滴として残存する。
【００６５】
熱交換器２およびケーシング部内に水が残存すると、空間内の相対湿度が上昇し、熱交換器２周辺の空気および熱交換器２を通過した空気には、多数の水分が混在する。塵埃および水分を含んだ空気は、負電荷帯電部１４を通り、負電荷が帯電される。負電荷を帯電された塵埃および水分を含んだ空気は集塵部１５へ流れ、集塵部１５の板状電極１６周辺に形成された電場の作用によって電気的な力を受け、ポリアニリンが塗布されている、正電極側の板状電極１６ａの表面に吸着捕集される。
【００６６】
ポリアニリンに水分が接触すると、ポリアニリンが接触する水中の溶存酸素へ電子を供給し活性酸素が生成される。生成された活性酸素は菌に接触し、菌を酸化分解除去する。よって、正電極側の板状電極１６ａに付着および堆積している塵埃を栄養源に増殖するカビや菌を、酸化分解除去することができる。
【００６７】
このとき、電子を供給したポリアニリンは、活性酸素を生成できない酸化構造へと構造変化するが、負電荷帯電部１４より負電荷に帯電された塵埃や水が、ポリアニリン表面上に付着して電子供与を行なうので、ポリアニリンは還元型構造へと活性酸素生成可能な構造体へ戻ることができる。よって、連続的に活性酸素を生成し続けることが可能となる。
【００６８】
活性酸素の働きによって菌を分解除去された空気は、室内送風ファン６通過後、ケーシング部を通って吐出し口７から排出され、室内には殺菌された清潔な空気が吐出される。また、負電荷帯電させた塵埃や水のほとんどを、ポリアニリンが塗布された板状電極１６ａを備えた集塵部１５に吸着捕集させることができるので、活性酸素を効率的に生成することができるとともに、効率的に菌を除去させることができる。
【００６９】
以上のように、本実施の形態によれば、負電荷帯電部１４によって負電荷を帯電された塵埃を、電場の作用によって、高電界が作られている集塵部１５で捕集することで、より効率的に活性酸素の生成、菌の除去をおこなうことができるとともに、活性酸素の発生能力回復を持続させ、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することができる。
【００７０】
本実施の形態では、負電荷帯電部１４として、高電圧電極９、対向電極１０を複数備えたものを例に挙げたが、必ずしも電極を複数備える必要はなく、実施の形態１〜３の負電荷帯電部４でも良い。
【００７１】
また、本実施の形態では、板状電極１６を導電性材料としたが、ポリアニリンが塗布されている正電極側の板状電極１６ａは導電性材料でなくてもよく、ポリアニリンを塗布した状態での表面抵抗が１００〜１０６Ω／m2であることが好ましい。また、ポリアニリンによる活性酸素生成量を発現するために、ポリアニリンの固形分量を２ｗｔ％以上とすることが望ましい。
【００７２】
本実施の形態では正電極側の板状電極１６ａにはポリアニリンのみを塗布したが、これに限定するものではなく、ポリアニリンが表面に露出するよう板状電極に含有させたり、ポリアニリンとともに吸水性材料を塗布させたりしても良い。ポリアニリンとともに吸水性材料が塗布されていることにより、積極的にポリアニリンが塗布された基材に水分を吸着でき、また、基材表面が親水性を有することで均一に水分が広がることとなり、効率的に活性酸素を生成させることができる。
【００７３】
吸水性材料としては、シリカ、ゼオライト、デシカイト、アロフィン、イモゴライトのうち１つ以上からなるものが挙げられる。なお、塗布に限らず、ポリアニリンと吸水性材料が表面に露出していれば、基材に直接、ポリアニリンと吸水性材料を含有しても良い。
【００７４】
本実施の形態においても、上記する実施の形態２のように負電荷帯電部１４を貯水部に浸水させても良い。そうすることで、空気中の水分量に関わらず活性酸素の生成量を増大させることができる。また、上記する実施の形態３のように、熱交換器２に結露したドレン水を回収するドレン水受け部１３を貯水部１２に設けても良い。そうすることで、貯水部１２へ給水する手間が省けるとともに、空気中の水分量以上の水分をポリアニリン表面に供給できるので、殺菌効果をより高めることができる。
【００７５】
本実施の形態１〜４では、空気調和装置の例として、熱交換器を備えたエアコンでの例を示しているが、これに限定するものではなく、除湿機や冷蔵庫や冷凍庫の他、加湿器や空気洗浄装置や換気扇など、熱交換器を備えていない空気調和装置でも同様の殺菌効果が発揮される。
【符号の説明】
【００７６】
１ 室内ユニット、２ 熱交換器、３ プレフィルター、４ 負電荷帯電部、５吸込み口、６ 室内送風ファン、７ 吐出し口、８ フラップ、９ 高電圧電極、１０ 対向電極、１１ 高電圧電源、１２ 貯水部、１３ ドレン水受け部、１４ 負電荷帯電部、１５ 集塵部、１６ 板状電極、１６ａ 板状電極（正電極側）、１６ｂ 板状電極（負電極側）、１７ 高電圧電源。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部の清潔性を保つ機能を備えた空気調和装置であって、主に空気調和装置内部の殺菌に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置では、室内空気を室内ユニット内に吸い込み、吸い込んだ室内空気を室内熱交換器に送り込んで熱交換させ、熱交換後の空気を再び室内に吹き出すようにしている。このため、室内ユニット内には室内空気と一緒に空気中に浮遊する微生物や塵埃が吸い込まれ、室内ユニット内部壁面や室内熱交換器等にそれらが付着し、その付着した部分でカビや酵母、細菌などの微生物が塵埃についている有機物を栄養源にして増殖するという問題がある。
【０００３】
特に、冷房運転時には、熱交換器で冷却された空気中の水分が風路壁面に結露して水滴として残存する。風路内に水が残存すると空間内の相対湿度が上がり、カビや菌の増殖が促進される。また、カビや菌の代謝物によって臭いが生成され空気調和装置の運転時に悪臭を発生させると共に、空調室内にかび胞子や細菌が吹き出される可能性もあり、人体にアレルギー等の悪害を及ぼすことが知られている。
【０００４】
このような、湿気の高い場所で増殖するカビや菌の抑制手段として、風路側面に抗菌剤の塗布や練り込みを施す方式のものや、水溶性材料や金属イオンを溶出させる方式をとったものが知られている。
【０００５】
しかしながら、抗菌剤を塗布または練りこませた方式では、塵埃などが表面に堆積すると菌が抗菌剤に接触できないため抗菌性能が得られず、さらに、抗菌剤が効かないような耐性菌が発生することで、永続的な殺菌効果が得られないという問題があった。また、水溶性材料や金属イオンを溶出させる方式では、表面に付着した水滴中に抗菌成分を溶出させることで堆積した塵埃を通過し抗菌剤に接触することが可能となるが、抗菌成分が全量溶出しきってしまうと、抗菌成分が消失し、殺菌効果が得られないという問題があった。
【０００６】
このような課題に対し、塗布、含有する材料をポリアニリンとし、水滴中の酸素に電子を与えて強力な酸化力を有する活性酸素を生成させることで、耐性菌の発生や、抗菌成分の消失のおそれがなく、表面の殺菌及び防汚を実現することができるものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、ポリアニリンの触媒作用により水から活性酸素が生成されると、ポリアニリンが活性酸素生成不可能な酸化型へと構造変化し、活性酸素が生成されなくなるが、ポリアニリンを乾燥させることにより、酸化型のポリアニリン構造を活性酸素生成可能な還元型の構造体へ戻すことで、活性酸素の発生能力を回復させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−７１２９６号公報（第３頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の熱交換器の汚染防止方法では、活性酸素の発生能力を失ったポリアニリンの発生能力を回復させる手段として、ポリアニリンを乾燥させる方法をとっているので、ポリアニリンが塗布されている基材の表面を乾燥させるためには、空気調和装置の運転を停止させなければならず、活性酸素の発生能力回復に時間がかかり、殺菌効果を維持しながら空気調和装置の運転を連続的に行なうことができないという欠点があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、耐性菌の発生や、抗菌成分の消失のおそれがなく、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の空気調和装置は、水分を生成または貯留する水分生成部と、前記水分生成部により空気中に発生された水分に、負電荷を帯電させる負電荷帯電部と、負電荷に帯電された水分を吸着させる、吸水材料およびポリアニリンを塗布または含有させた基材とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空気調和装置は、耐性菌の発生や、抗菌成分の消失のおそれがなく、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る空気調和装置の室内ユニットの構成図である。
【図２】実施の形態１に係る負電荷帯電部の構成図である。
【図３】実施の形態１に係るポリアニリンの特性図である。
【図４】実施の形態２に係る空気調和装置の構成図である。
【図５】実施の形態３に係る空気調和装置の構成図である。
【図６】実施の形態４に係る空気調和装置の構成図である。
【図７】実施の形態４に係る負電荷帯電部の構成図である。
【図８】実施の形態４に係る集塵部の構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本願発明に係る空気調和装置の好適な実施の形態について添付資料を参照して説明する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されることはない。
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の室内ユニットの構成図、図２は本実施の形態１に係る負電荷帯電部の構成図、図３は本実施の形態１に係るポリアニリンの特性図である。
【００１５】
空気調和装置は、屋外に設置された室外ユニット（図示せず）と、空気調和を行う部屋内の壁面上部に設置された室内ユニット１とで構成され、室外ユニットに設けられた圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁、さらに室内ユニット１に設けられた室内熱交換器２とが冷凍サイクルを形成するように接続され、四方弁により冷媒の流通方向を切替えることで室内ユニット１が設置された部屋の冷房と暖房を行えるようになっている。
【００１６】
図１に示すように、室内ユニット１は、室内の空気を温湿度調節する熱交換器２、熱交換器２を覆うように設けられ、熱交換器２への塵埃の付着を防止するプレフィルター３、空気中の水や塵埃に負電荷を帯電させる負電荷帯電部４、室内ユニット１内へ空気を取りいれる吸込み口５、取り入れた空気を熱交換器２へ送り室内ユニット外へ流す室内送風ファン６、室内ユニット内の空気を吐き出す吐出し口７、吐出し方向を変化させるフラップ８を備えている。
【００１７】
室内側熱交換器２は、いずれも複数枚のアルミニウム製のフィンと、このフィンを蛇行状に貫通した銅パイプから構成された、いわゆるフィンチューブ熱交換器である。
【００１８】
プレフィルター３は、例えば樹脂繊維でメッシュ状に編まれたシートを枠材に貼り付けたもので構成され、吸込み口５から吸い込んだ空気中に含まれている塵や埃を取り除き、室内熱交換器２が汚れるのを防止している。なお、この操作によりプレフィルター３は塵埃等が付着して汚れるため、ユーザーが定期的に清掃することが必要とされている。しかし、最近では、自動的にプレフィルター３の塵や埃を除去する機構を備えている場合もある。
【００１９】
室内送風ファン６は、吐出し口７が形成された横長形状筐体の本体ケース内に、回転軸方向を長手方向とした横長の横流翼を室内ファンモータ（図示せず）により回転駆動するよう設けられている。更に、室内ユニット１の部屋内空気の吸込み口となる吸込み口５から吐出し口７に向かって、室内送風ファン６による空気の風路であるケーシング部（図示せず）が形成されている。
【００２０】
吐出し口７には、吐出し口７を開閉する吹出口開閉機構として、左右方向に細長く形成され、左右端が軸支されたフラップ８が、フラップ用モータ（図示せず）とによって上下方向に回動するように設けられていて、フラップ８を回動させることで、吐出し口７が開閉可能となっている。また、フラップ８を閉回動させることで、吐出し口７は閉塞される。
【００２１】
室内送風ファン６には、吸水性材料とポリアニリンとを混合したものが塗布されている。ポリアニリンとともに吸水性材料が塗布されていることにより、積極的にポリアニリンが塗布された基材に水分を吸着でき、また、基材表面が親水性を有することで均一に水分が広がることとなり、効率的に活性酸素を生成させることができる。
【００２２】
吸水性材料の一例として、シリカ、ゼオライト、デシカイト、アロフィン、イモゴライトのうち１つ以上からなるものが挙げられる。なお、塗布に限らず、ポリアニリンと吸水性材料が表面に露出していれば、基材に直接、ポリアニリンと吸水性材料を含有しても良い。
【００２３】
基材に塗布されるポリアニリンは以下のようにして作られたものを使用している。ポリアニリン１ｇをＮ−メチルピロリドン（N-Methylpyrrolidone） １００ｍｌおよび酢酸５ｍｌの混合液に溶かした。これに、ｍ−クロロパーベンゾイックアシッド（m-Chloroperbenzoic acid）０．７５ｇを酢酸１０ｍｌに溶かした溶液を少しずつ加え１時間攪拌した。そして、得られた沈殿を濾過しアセトンでよく洗い、ドープされたポリアニリン（エメラルジン塩）を得る。
【００２４】
負電荷帯電部４は、室内送風ファン６の風上側に設置され、図２に示すように、電極部材の一部が鋭利な形状になっている導電性の高電圧電極９と導電性の対向電極１０と両電極間を接続する高電圧電源１１とにより構成されている。高電圧電極９と対向電極１０との両電極間には高電圧電源１１により数kVの高電圧を印加させ、放電発生させることで室内機内部の空気中に混在している塵埃及び水分をイオン化させ、負の電荷を帯電させる。このとき発生させる放電は、コロナ放電、グロー放電、ストリーマ放電他、沿面放電によるものであってもよい。尚、いずれの場合も、発生させるイオンは負イオンである。
【００２５】
次に、図３に、ポリアニリンの塗布されていない基材（ａ）、ポリアニリン塗布基材（ｂ）、前段に負電荷帯電部４を設けたポリアニリン塗布基材（ｃ）において、時間の経過に対する残存菌数の変化を比較した結果を示す。ポリアニリンの塗布されていない基材およびポリアニリン塗布基材の表面上に、１０５ｃｆu／ｍLとなるように調整したミクロコッカス菌を滴下し、基材表面に残存する菌数の変化を検証した。
【００２６】
その結果、図３に示すように、ポリアニリンの塗布されていない基材（ａ）は、ポリアニリン塗布基材（ｂ）、前段に負電荷帯電部４を設けたポリアニリン塗布基材（ｃ）に比べ残存菌数減少が少ない。一方で、ポリアニリン塗布基材（ｂ）は、初期に大幅な残存菌数減少は見られるが、所定時間以上で飽和してしまう。それに対して、前段に負電荷帯電部４を設けたポリアニリン塗布基材（ｃ）は、経時変化とともに菌数が減少し続けていることが分かる。よって、ポリアニリン塗布基材の前段に負電荷帯電部４を設けることで、活性酸素を連続的に生成させ、継続的に殺菌効果を維持させることができる。
【００２７】
次に、動作について説明する。
室内送風ファン６によって塵埃を含んだ空気が吸込み口５を通って室内ユニット１内に吸引され、プレフィルター３を通り、熱交換器２を通過して、負電荷帯電部４へ流れる。空気調和装置で冷房運転を使用している場合、空気が熱交換器２を通過する際、熱交換器２で冷却された空気中の水分が熱交換器２およびその周辺のケーシング部に結露し、水滴として残存する。
【００２８】
熱交換器２およびケーシング部内に水が残存すると、空間内の相対湿度が上昇し、熱交換器２周辺の空気および熱交換器２を通過した空気には、多数の水分が混在する。塵埃および水分を含んだ空気は、負電荷帯電部４を通り、空気中の塵埃および水分に負電荷が帯電される。負電荷が帯電された塵埃および水分を含んだ空気は室内送風ファン６へ流れ、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６には負電荷を帯電された塵埃および水分が、付着および堆積していく。
【００２９】
ポリアニリンに水分が接触すると、ポリアニリンが接触する水中の溶存酸素へ電子を供給し活性酸素（スーパーオキシドアニオンラジカル）が生成され、生成された活性酸素は菌に接触し、菌を酸化分解除去する。よって、ポリアニリンが塗布された室内送風ファン６に水分が付着すると活性酸素が生成され、生成された活性酸素は室内送風ファン６に付着及び堆積している塵埃と接触し、塵埃を栄養源に増殖するカビや菌を酸化分解除去する。
【００３０】
接触する水中の溶存酸素へ電子を供給したポリアニリンは、活性酸素を生成できない酸化構造へと構造変化するが、負電荷帯電部４より負電荷に帯電された塵埃や水が、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６の表面上に付着してポリアニリンへ電子供与を行なうので、ポリアニリンは還元型構造へと活性酸素生成可能な構造体へ戻ることができる。よって、連続的に活性酸素を生成し続けることが可能となる。
【００３１】
その後、活性酸素の働きによって菌を分解除去された空気は、室内送風ファン６通過後、ケーシング部を通って吐出し口７から排出され、室内には殺菌された清潔な空気が吐出される。
【００３２】
以上のように、本実施の形態によれば、ポリアニリン塗布基材の前段に負電荷帯電部を設けることで、活性酸素の発生能力回復を持続させ、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することができる。
【００３３】
実施の形態２．
上記実施の形１では、冷房運転、除湿運転以外の場合（吸込む空気が冷たい場合）、熱交換器２には水分の結露はしないのでケーシング部内の湿度が上がらず、周辺の空気に水があまり混在していないことから、活性酸素を多く生成させることができないが、実施の形態２では、冷房運転や除湿運転以外の場合でも活性酸素生成を増大させることができる空気調和装置について説明する。
【００３４】
実施の形態２に係る空気調和装置について図４を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の構成図である。図において、実施の形態１と同一または同等な構成部分については同一符号を付し、その説明を省略する。この実施の形態２が実施の形態１と異なるのは、水が貯留された貯水部１２を、負電荷帯電部４の高電圧電極９を浸水させる位置に設けた点である。
【００３５】
図４に示すように、貯水部１２は、中に水を貯留し、負電荷帯電部４の高電圧電極９の一部を貯留水に浸水させるように備えられている。この貯留水は一般的には水であり、酸素が溶存していれば特に制限するものではないが、イオン物質や不純物を含まないものが好ましい。
【００３６】
また、貯水部１２は、空気調和装置から容易に取り外せる構造（図示せず）になっており、また、貯留水１２の水の分量を検出できる装備（図示せず）が備えている。水の分量を検出できる装備は、例えば外部から貯留水の分量が確認できるメモリや、水の分量によって変化する気圧や重量によって貯留水の分量を確認できる装置があげられる。これにより、貯水部１２内の水がなくなりそうな場合に使用者が気づきやすく、取り外せる構造となっていることで容易に貯水部１２に水を補給することができる。
【００３７】
高電圧電極９は、チタン、ステンレス、銅などからなる発泡金属、導電性を有する多孔質材料もしくは、表面が凹凸加工されている導電性材料で構成されており、貯水部１２内に貯留されている水を毛細管現象によって、高電圧電極９の先端まで吸い上げることができる。
【００３８】
負電荷帯電部４の高電圧電源１１により数kVの高電圧を印加させると、浸水している貯水部１２内の水を高電圧電極９の先端まで吸い上げた高電圧電極９の表面に静電気力が働き、高電圧電極９に吸い上げられた水は表面が不安定になる事によって微細化し霧化され放出される。このとき、放出された水分には負電荷が帯電されている。
【００３９】
次に、動作について説明する。
室内送風ファン６によって塵埃を含んだ空気が吸込み口５を通って室内ユニット１内に吸引され、プレフィルター３を通り、熱交換器２を通過して、負電荷帯電部４へ流れる。塵埃を含んだ空気には、貯水部１２から吸い上げられた水が霧化放出されるとともに、負電荷帯電部４によって負電荷に帯電され、負電荷を帯びた水および塵埃が、ポリアニリンおよび吸水性材料が塗布された室内送風ファン６に付着および堆積する。
【００４０】
ポリアニリンに水分が接触すると、ポリアニリンが接触する水中の溶存酸素へ電子を供給し活性酸素（スーパーオキシドアニオンラジカル）が生成され、生成された活性酸素は菌に接触し、菌を酸化分解除去する。
【００４１】
このとき、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６には、負電荷帯電部４で放出された多量の微細水が付着し、活性酸素の生成量は増大される。増大された活性酸素は、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６に付着した塵埃に残存する菌の酸化分解除去を促進させる。
【００４２】
接触する水中の溶存酸素へ電子を供給したポリアニリンは、活性酸素を生成できない酸化構造へと構造変化するが、負電荷帯電部４より負電荷に帯電された塵埃や水が、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６の表面上に付着してポリアニリンへ電子供与を行なうので、ポリアニリンは還元型構造へと活性酸素生成可能な構造体へ戻ることができる。よって、連続的に活性酸素を生成し続けることが可能となる。
【００４３】
その後、活性酸素の働きによって菌を分解除去された空気は、室内送風ファン６通過後、ケーシング部を通って吐出し口７から排出され、室内には殺菌された清潔な空気が吐出される。
【００４４】
以上のように、本実施の形態によれば、負電荷帯電部を貯水部に浸水させることで、空気中の水分量に関わらず活性酸素の生成量を増大させることができ、活性酸素の発生能力回復を持続させ、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することができる。
【００４５】
また、本実施の形態にすることで、空気調和装置を冷房運転、除湿運転以外で使用する場合も、さらに、熱交換器を備えていない空気調和装置でも、活性酸素の生成を増大させることができるので、冷房運転、除湿運転を行なう空気調和装置に限定されず、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、貯水部１２内の水を高電圧電極９に供給する方法として、高電圧電極９を発泡金属、多孔質材料、凹凸加工材料にし、毛細管現象によって水を吸い上げる例を示しているが、これに限定するものではなく、高電圧電極９をシリカ、ゼオライト、カーボンなどの吸水性材料を含有させた基材にし、水を誘引させて高電圧電極９先端まで供給させる方法や、貯水部１２にポンプを設置し、ポンプによって貯水部１２内の水を汲みあげ、高電圧電極９に供給する方法でも良い。
【００４７】
実施の形態３．
次に、実施の形態３に係る空気調和装置について図５を用いて説明する。図５は本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の構成図である。図において、実施の形態２と同一または同等な構成部分については同一符号を付し、その説明を省略する。この実施の形態３が実施の形態２と異なるのは、熱交換器２に結露したドレン水を貯水部１２に貯留させる点であり、熱交換機２の下部にドレン水受け部１３を設けている。
【００４８】
図５に示すように、ドレン水受け部１３は、ドレン水を受ける受け部１３ａと、受けたドレン水を貯水部１２へ流す流路部１３ｂとで構成されている。空気調和装置が冷房運転を行なっている場合、空気が熱交換器２を通過する際、熱交換器２で冷却された空気中の水分が熱交換器２に結露する。結露した水分は、ドレン水受け部１３に流れ、貯水部１２にて回収される。
【００４９】
次に、動作について説明する。
室内送風ファン６によって塵埃を含んだ空気が吸込み口５を通って室内ユニット１内に吸引され、プレフィルター３を通り、熱交換器２を通過して、負電荷帯電部４へ流れる。空気調和装置が冷房運転を行なっている場合、空気が熱交換器２を通過する際、熱交換器２で冷却された空気中の水分が熱交換器２に結露し、ドレン水受け部１３に流れ、貯水部１２にて回収される。貯水部１２に貯留されたドレン水は、高電圧電極９で吸い上げられ、空気中に霧化放出される。
【００５０】
負電荷帯電部４を流れる塵埃を含んだ空気には、貯水部１２から吸い上げられた水が霧化放出されるとともに、負電荷帯電部４によって負電荷に帯電され、負電荷を帯びた水および塵埃が、ポリアニリンおよび吸水性材料が塗布された室内送風ファン６に付着および堆積する。
【００５１】
ポリアニリンに水分が接触すると、ポリアニリンが接触する水中の溶存酸素へ電子を供給し活性酸素（スーパーオキシドアニオンラジカル）が生成され、生成された活性酸素は菌に接触し、菌を酸化分解除去する。
【００５２】
このとき、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６には、負電荷帯電部４で放出された多量の微細水が付着し、活性酸素の生成量は増大される。増大された活性酸素は、ポリアニリンおよび吸水材料が塗布されている室内送風ファン６に残存する菌の酸化分解除去を促進させる。
【００５３】
活性酸素生成させ電子を失ったポリアニリンは、活性酸素を生成できない、酸化構造へと構造変化するが、負電荷帯電部４より帯電された塵埃や水が、表面上に付着してポリアニリンへの電子供与を行うので、ポリアニリンは還元型構造へと活性酸素生成可能な構造体へ戻ることができる。よって、連続的に活性酸素を生成し続けることが可能となる。
【００５４】
活性酸素の働きによって菌を分解除去された空気は、室内送風ファン６通過後、ケーシング部を通って吐出し口７から排出され、室内には殺菌された清潔な空気が吐出される。
【００５５】
以上のように、本実施の形態によれば、熱交換器２に結露したドレン水を回収するドレン水受け部１３を貯水部１２に設けることで、貯水部１２へ給水する手間が省けるとともに、空気中の水分量以上の水分をポリアニリン表面に供給できるので、殺菌効果をより高め、活性酸素の発生能力回復を持続させ、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、貯水部１２内の水を高電圧電極９に供給する方法として、高電圧電極９を発泡形態にし、毛細管現象によって水を吸い上げる例を示しているが、これに限定するものではなく、高電圧電極９をシリカ、ゼオライト、カーボンなどの吸水性材料を含有させた基材にし、水を誘引させて高電圧電極９先端まで供給させる方法や、貯水部１２にポンプを設置し、ポンプによって貯水部１２内の水を汲みあげ、高電圧電極９に供給する方法でも良い。
【００５７】
実施の形態１〜３では、室内送風ファン６に吸水性材料およびポリアニリンを混合したものを塗布しているが、これに限定するものではなく、負電荷帯電部４の風下であれば、ケーシング部壁面や、吐出し口７、フラップ８などに直接ポリアニリンおよび吸水性材料を塗布、含有させても良い。そうすることで、ケーシング部壁面や、吐出し口７、フラップ８などに付着した塵埃を栄養源にして増殖するカビや菌も殺菌除去することができる。
【００５８】
また、実施の形態１〜３では、負電荷帯電部４を熱交換器２の風下に設けているが、これに限定するものではなく、負電荷帯電部４をプレフィルター３もしくは熱交換器２の風上に設け、プレフィルター３や熱交換器２の表面にポリアニリンおよび吸水性材料を塗布、含有させることで、プレフィルター３および熱交換器２に付着した塵埃を栄養源にして増殖するカビや菌も殺菌除去することができる。
【００５９】
なお、請求項に記載されている基材とは、室内送風ファン６、ケーシング部、吐出し口７、フラップ８、プレフィルター３、熱交換器２など空気調和装置内部の、塵埃が付着する箇所に相当する。
【００６０】
実施の形態４．
次に、実施の形態４に係る空気調和装置について図６〜８を用いて説明する。図６は本実施の形態４に係る空気調和装置の構成図、図７は本実施の形態４に係る負電荷帯電部１４の構成図、図８は本実施の形態４に係る集塵部１５の構成図である。図において、実施の形態２と同一または同等な構成部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６１】
この実施の形態４が実施の形態１と異なるのは、負電荷帯電部１４に高電圧電極９と対向電極１０を複数設け、室内送風ファン６などにポリアニリンを塗布せず、ポリアニリンが塗布された電極を備えた集塵部１５を設けた点である。
【００６２】
図８に示すように、集塵部１５は、一定の間隔で配列された、板状電極１６と、板状電極１６に一枚おきに電圧を印加し、板状電極間に高電界が作られるように接続される高電圧電源１７を備え、電圧印加された板状電極１６のうち正電極側の板状電極１６ａに、ポリアニリンが塗布されている。電圧印加されていない板状電極１６は負電極側の板状電極１６ｂである。
【００６３】
板状電極１６は導電性であり、例として、金属、アルミ、ステンレス、カーボン、チタン、銅、シリカ、ゼオライトなどが上げられる。ポリアニリンは、板状電極１６表面に０．５μm以上の膜厚で均一に塗布されていることが好ましい。これにより、板状電極１６が金属であった場合にも表面に露出しないため、流入ガス成分などによる酸化腐食の心配がない。
【００６４】
次に、動作について説明する。
室内送風ファン６によって塵埃を含んだ空気が吸込み口５を通って室内ユニット１内に吸引され、プレフィルター３を通り、熱交換器２を通過して、負電荷帯電部１４へ流れる。空気調和装置で冷房運転を使用している場合、空気が熱交換器２を通過する際、熱交換器２で冷却された空気中の水分が熱交換器２およびその周辺のケーシング部に結露し、水滴として残存する。
【００６５】
熱交換器２およびケーシング部内に水が残存すると、空間内の相対湿度が上昇し、熱交換器２周辺の空気および熱交換器２を通過した空気には、多数の水分が混在する。塵埃および水分を含んだ空気は、負電荷帯電部１４を通り、負電荷が帯電される。負電荷を帯電された塵埃および水分を含んだ空気は集塵部１５へ流れ、集塵部１５の板状電極１６周辺に形成された電場の作用によって電気的な力を受け、ポリアニリンが塗布されている、正電極側の板状電極１６ａの表面に吸着捕集される。
【００６６】
ポリアニリンに水分が接触すると、ポリアニリンが接触する水中の溶存酸素へ電子を供給し活性酸素が生成される。生成された活性酸素は菌に接触し、菌を酸化分解除去する。よって、正電極側の板状電極１６ａに付着および堆積している塵埃を栄養源に増殖するカビや菌を、酸化分解除去することができる。
【００６７】
このとき、電子を供給したポリアニリンは、活性酸素を生成できない酸化構造へと構造変化するが、負電荷帯電部１４より負電荷に帯電された塵埃や水が、ポリアニリン表面上に付着して電子供与を行なうので、ポリアニリンは還元型構造へと活性酸素生成可能な構造体へ戻ることができる。よって、連続的に活性酸素を生成し続けることが可能となる。
【００６８】
活性酸素の働きによって菌を分解除去された空気は、室内送風ファン６通過後、ケーシング部を通って吐出し口７から排出され、室内には殺菌された清潔な空気が吐出される。また、負電荷帯電させた塵埃や水のほとんどを、ポリアニリンが塗布された板状電極１６ａを備えた集塵部１５に吸着捕集させることができるので、活性酸素を効率的に生成することができるとともに、効率的に菌を除去させることができる。
【００６９】
以上のように、本実施の形態によれば、負電荷帯電部１４によって負電荷を帯電された塵埃を、電場の作用によって、高電界が作られている集塵部１５で捕集することで、より効率的に活性酸素の生成、菌の除去をおこなうことができるとともに、活性酸素の発生能力回復を持続させ、殺菌効果を維持させながら連続的に運転を行なうことができる空気調和装置を提供することができる。
【００７０】
本実施の形態では、負電荷帯電部１４として、高電圧電極９、対向電極１０を複数備えたものを例に挙げたが、必ずしも電極を複数備える必要はなく、実施の形態１〜３の負電荷帯電部４でも良い。
【００７１】
また、本実施の形態では、板状電極１６を導電性材料としたが、ポリアニリンが塗布されている正電極側の板状電極１６ａは導電性材料でなくてもよく、ポリアニリンを塗布した状態での表面抵抗が１００〜１０６Ω／m2であることが好ましい。また、ポリアニリンによる活性酸素生成量を発現するために、ポリアニリンの固形分量を２ｗｔ％以上とすることが望ましい。
【００７２】
本実施の形態では正電極側の板状電極１６ａにはポリアニリンのみを塗布したが、これに限定するものではなく、ポリアニリンが表面に露出するよう板状電極に含有させたり、ポリアニリンとともに吸水性材料を塗布させたりしても良い。ポリアニリンとともに吸水性材料が塗布されていることにより、積極的にポリアニリンが塗布された基材に水分を吸着でき、また、基材表面が親水性を有することで均一に水分が広がることとなり、効率的に活性酸素を生成させることができる。
【００７３】
吸水性材料としては、シリカ、ゼオライト、デシカイト、アロフィン、イモゴライトのうち１つ以上からなるものが挙げられる。なお、塗布に限らず、ポリアニリンと吸水性材料が表面に露出していれば、基材に直接、ポリアニリンと吸水性材料を含有しても良い。
【００７４】
本実施の形態においても、上記する実施の形態２のように負電荷帯電部１４を貯水部に浸水させても良い。そうすることで、空気中の水分量に関わらず活性酸素の生成量を増大させることができる。また、上記する実施の形態３のように、熱交換器２に結露したドレン水を回収するドレン水受け部１３を貯水部１２に設けても良い。そうすることで、貯水部１２へ給水する手間が省けるとともに、空気中の水分量以上の水分をポリアニリン表面に供給できるので、殺菌効果をより高めることができる。
【００７５】
本実施の形態１〜４では、空気調和装置の例として、熱交換器を備えたエアコンでの例を示しているが、これに限定するものではなく、除湿機や冷蔵庫や冷凍庫の他、加湿器や空気洗浄装置や換気扇など、熱交換器を備えていない空気調和装置でも同様の殺菌効果が発揮される。
【符号の説明】
【００７６】
１ 室内ユニット、２ 熱交換器、３ プレフィルター、４ 負電荷帯電部、５吸込み口、６ 室内送風ファン、７ 吐出し口、８ フラップ、９ 高電圧電極、１０ 対向電極、１１ 高電圧電源、１２ 貯水部、１３ ドレン水受け部、１４ 負電荷帯電部、１５ 集塵部、１６ 板状電極、１６ａ 板状電極（正電極側）、１６ｂ 板状電極（負電極側）、１７ 高電圧電源。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を生成または貯留する水分生成部と、
前記水分生成部により空気中に発生された水分に、負電荷を帯電させる負電荷帯電部と、
負電荷を帯電された水分を吸着させる吸水材料およびポリアニリンを塗布または含有させた基材とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
空気中の水分が、前記負電荷帯電部、前記基材の順に流れるように空気の流れを発生させる送風手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
水分を生成または貯留する水分生成部と、
前記水分生成部により空気中に発生された水分に、負電荷を帯電させる負電荷帯電部と、
空気中の水分が前記負電荷帯電部に流れるように空気の流れを発生させる送風手段とを備え、
前記水分生成部または前記送風手段の少なくともいずれかに、吸水材料およびポリアニリンが塗布または含有されていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
水分を生成または貯留する水分生成部と、
前記水分生成部により空気中に発生された水分に、負電荷を帯電させる負電荷帯電部と、
負電荷を帯電された水分を吸着させる吸水材料およびポリアニリンを塗布または含有させた電極と板状電極と前記両電極間とを接続する高電圧電源からなる集塵部とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
前記水分生成部は、前記負電荷帯電部の一部が浸水されるよう備えられた貯水部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記水分生成部は、前記負電荷帯電部の一部が浸水されるよう備えられた貯水部、ならびに熱交換器であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記熱交換器に結露したドレン水を回収し前記貯水部へ流すドレン水受け部を備えたことを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記吸水材料は、シリカ、ゼオライト、デシカイト、アロフィン、イモゴライトのうち少なくともひとつ以上からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項１】
水分を生成または貯留する水分生成部と、
前記水分生成部により空気中に発生された水分に、負電荷を帯電させる負電荷帯電部と、
負電荷を帯電された水分を吸着させる吸水材料およびポリアニリンを塗布または含有させた基材とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
空気中の水分が、前記負電荷帯電部、前記基材の順に流れるように空気の流れを発生させる送風手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
水分を生成または貯留する水分生成部と、
前記水分生成部により空気中に発生された水分に、負電荷を帯電させる負電荷帯電部と、
空気中の水分が前記負電荷帯電部に流れるように空気の流れを発生させる送風手段とを備え、
前記水分生成部または前記送風手段の少なくともいずれかに、吸水材料およびポリアニリンが塗布または含有されていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
水分を生成または貯留する水分生成部と、
前記水分生成部により空気中に発生された水分に、負電荷を帯電させる負電荷帯電部と、
負電荷を帯電された水分を吸着させる吸水材料およびポリアニリンを塗布または含有させた電極と板状電極と前記両電極間とを接続する高電圧電源からなる集塵部とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
前記水分生成部は、前記負電荷帯電部の一部が浸水されるよう備えられた貯水部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記水分生成部は、前記負電荷帯電部の一部が浸水されるよう備えられた貯水部、ならびに熱交換器であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記熱交換器に結露したドレン水を回収し前記貯水部へ流すドレン水受け部を備えたことを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記吸水材料は、シリカ、ゼオライト、デシカイト、アロフィン、イモゴライトのうち少なくともひとつ以上からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１２７５７０（Ｐ２０１２−１２７５７０Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７９２５６（Ｐ２０１０−２７９２５６）
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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